Microscópios de super-resolução revelam novas ligações tubulares entre neurónios em cérebros de ratos e humanos

Microscópios de super-resolução trouxeram à luz um tipo totalmente novo de ligação entre neurónios em cérebros de ratos e de humanos.

No laboratório, o neurocientista Minhyeok Chang, da Universidade Johns Hopkins, e a sua equipa detetaram minúsculas pontes tubulares nas extremidades ramificadas de neurónios em cultura. Em ensaios adicionais com modelos murinos da doença de Alzheimer, tudo indicava que essas pontes estavam a transferir cálcio e moléculas associadas à doença diretamente de uma célula para outra.

"[Estruturas] semelhantes podem transportar uma vasta gama de materiais, desde iões pequenos (10⁻¹⁰m) até mitocôndrias grandes (10⁻⁶ m)", escreve a equipa no artigo.

"Em neurónios em cultura, observámos estes nanotubos a formarem-se de forma dinâmica e confirmámos que tinham uma estrutura interna distinta, o que os distingue de outras extensões neuronais."

Os neurónios são amplamente conhecidos por comunicarem rapidamente entre si através de sinapses, que transmitem informação elétrica e química. No entanto, noutros tipos de células já se sabia existir a troca de moléculas por meio de tubos-ponte que criam uma ligação física direta. Agora, Chang e colegas confirmaram que um tipo semelhante de ponte tubular também ocorre em neurónios, recorrendo a imagiologia avançada e a aprendizagem automática.

Nos testes, os investigadores viram os nanotubos a transportar moléculas de beta-amiloide que tinham sido injetadas em células cerebrais de rato. Estas moléculas têm sido associadas a doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer, nas quais tendem a agregar-se de forma anómala.

Nanotubos e a propagação de beta-amiloide

Quando os investigadores impediram a formação das pontes, a beta-amiloide também deixou de se espalhar entre as células, confirmando que os nanotubos funcionavam como condutas diretas.

"O nosso modelo computacional apoiou estas conclusões, ao prever que a sobreativação na rede de nanotubos poderia acelerar a acumulação tóxica de amiloide em neurónios específicos, fornecendo assim uma ligação mecanística entre alterações nos nanotubos e a progressão da patologia da doença de Alzheimer", explicam os investigadores.

Uma descoberta recente ainda com muitas incógnitas

Apesar do potencial impacto, esta investigação está numa fase muito inicial; por se tratarem de uma descoberta tão recente, ainda não se sabe o que estes tubos transportam em condições naturais, nem com que frequência se formam ou funcionam no conjunto do cérebro humano.

Ainda assim, o mau funcionamento destas estruturas poderá também contribuir para outras doenças, o que reforça o interesse em compreender melhor estas pontes em miniatura.

Este trabalho foi publicado na revista Science.